R13到R16的5G物联网之路

物联网正在渗透到各个垂直行业，如工业、农业、物流、能源、环保、医疗等，以及公共事业、消费升级等领域。以服务转型中的远程运维为例，通过对设备、产品的实时监测，提供远程维护、故障预测、性能优化等系列服务，实现设备实时工况诊断、远程定位与运维。

在农业场景下，物联网技术应用在温室种植、大田种植、养殖（包括畜牧的鸡、猪、牛等，以及水产养殖的螃蟹、鱼）等场景中。

在公共事业方面，城市供水、供气、供热等公共事业中智能化升级是最为典型的民生应用。传统机械表计在成本上具有一定优势，然而人工上门抄表模式对企业和用户双方都有诸多不便，基于NB-IoT的水、电、气、热表等智能表计成为物联网发展较为迅速的应用之一。截至2019年11月，NB-IoT燃气表和水表连接数均破千万。

消费升级方面，物联网已经广泛应用于个人生活的方方面面，包括各类车载智能产品、电动自行车防盗追踪、智能硬件、可穿戴产品等。其中，可穿戴设备已经成为消费者随身的必备品，促进了设备规模化的出货量，根据IDC数据，2019年我国可穿戴设备市场出货量9924万台，同比增长37.1%。

物联网产业的发展离不开技术标准的制定，在2016年之前，物联网的无线接入制式五花八门，有基于非授权频段的LoRa和SigFox，还有基于授权频段的LTE Cat0，互不兼容，市场碎片化严重，缺乏规模效应。

这种情形在2016年之后大为改观，随着Rel-13窄带物联网（NB-IoT）标准在3GPP组织中的制定，NB-IoT技术迅速成为全球统一的物联网无线接入制式，带动了整个移动通信的产业链。在接下来的几年中，NB-IoT技术不断发展，陆续在Rel-14、Rel-15和Rel-16的协议中进行了大幅度的增强，引入多项重要的功能和核心技术，对系统性能和应用场景都有显著的提升和扩展。

同一时期，作为一种互补技术，eMTC也在3GPP中不断演进，以支持更大带宽和更高的业务速率，包括语音和视频。5G的海量物联网虽然仍沿用LTE的NB-IoT/eMTC的空口协议，但能够接入5G核心网，这为拓展NB-IoT/eMTC的应用提供了广泛空间。

NB－IoT在发展之初就因其功耗低、覆盖范围广、连接数量多以及成本低，得到中国运营商的青睐。中国移动、中国电信和中国联通从2016年9月就开始规划和部署NB-IoT网络。截至2019年年底，已建成5G基站19.8万个，NB-loT基站71万个，NB-IoT初步完成县级及以上城区的基本覆盖，在水表、燃气、智慧家居、智慧工业等场景已实现NB-IoT规模应用，用户规模超过8000万人。中国移动计划将在2020年增加7000万NB－IoT连接；中国联通已经拥有约2万家工业物联网公司作为其客户，而中国电信已通过40万个窄带物联网基站为超过5000万用户提供了服务。

在世界范围内，根据GSMA收集的数据，在2018年，全球已有超过30家主流运营商推出60张蜂窝物联网络，包括NB-IoT和eMTC，蜂窝物联网部署主要集中在北美、欧洲、亚太、澳洲这些区域，东欧、俄罗斯、西亚、非洲、南美洲等地区部署非常少。NB-IoT商用网络有47张，eMTC商用网络有13张，其中有8家运营商在同一地区同时商用NB-IoT和eMTC网络。在所有运营商中，沃达丰已在9个国家推出商用的NB-IoT网络；T-Mobile已在8个国家推出商用的NB-IoT网络；Telia已在4个国家推出商用的NB-IoT网络，这三家欧洲的跨国运营商本身就在多个国家拥有基础网络，因此在多国部署NB-IoT网络也是其物联网业务发展的组成部分。

物联网连接数是物联网行业发展的重要指标，而物联网终端中的模组是物联网行业当前确定性最高、落地最早的产业链环节。无线通信模组属于中上游，通过集成芯片以及其他电子元器件，使得模块具备联网通信功能，进而为下游终端客户使用。物联网模组具有集中度高、上游影响力大、下游应用场景广、毛利率较低、技术门槛有限等特点。在国内，有 “千万级”市场份额的模组厂家有移远通信、芯讯通（日海智能），具有“五百万级”市场份额的有广和通、中移、龙尚等。

从成本端来看，芯片采购成本是模组厂商的主要成本来源。物联网芯片的技术门槛较高。在芯片设计整体水平方面，国内企业还存在一定的差距。但是在应用驱动创新方面，国内已经开始实现赶超。

紫光展锐在物联网领域拥有比较全面的产品线，包括无线广域网以及短距离无线网络。在NB-IoT制式上，紫光展锐的芯片可完整支持3GPP Rel-13几乎所有的功能。

华为海思在2017年推出了全球首款正式商用的NB-IoT芯片——Boudica120，接着又推出了第二代芯片——Boudica 150。2017年下半年，华为海思与台积电合作生产的Boudica 120、150芯片大规模出货。这两款NB-IoT芯片的主要特点是高集成、低功耗、可内置轻量级的Huawei LiteOS物联网操作系统。

联发科推出了旗下首款NB-IoT系统单芯片（SoC）—MT2625，MT2625 是联发科技的第一款 NB-IoT 专属芯片，具备超高集成度，将 ARM Cortex-M微控制器（MCU）、伪静态随机存储器（PSRAM）、闪存与电源管理单元（PMU）整合在同一芯片平台上。

2018年中兴微电子正式发布NB-IoT商用芯片Wisefone7100。

国外的芯片厂商高通看好NB-IoT，但认为NB-IoT与eMTC并非是非死即伤而是有很好的互补性，未来物联网多模才是趋势。若采用NB-IoT + eMTC双模方式，将能集两种技术的优势于一身，同时补齐双方短板。英特尔的XMM 7115面向窄带物联网NB-IoT设备。XMM 7315则整合应用处理器与LTE基带的SoC，同时支持eMTC、NB-IoT两种标准。